有机计算总结(教师版)

有机化学计算总结教学目标1.能根据有机化合物的元素含量、相对分子质量确定有机化合物的分子式。2.掌握有机物的燃烧规律及有关计算；3.掌握有机化学反应中的定量关系并应用于计算和推断。教学过程一、 知识回顾 课前热身 有机化学计算题型1 、求分子量 2 、求分子式或结构简式 3 、有机物燃烧问题 4 、混合物组成 题型与解法（一）有机物分子式的求解方法有机物分子式求解方法较多，现归纳如下。1、“单位物质的量”法根据有机物的摩尔质量（或相对分子质量）和有机物中各元素的质量分数（或质量比），求算出1 mol该有机物中各元素原子的物质的量，从而确定分子中的各原子个数来确定有机物的分子式。2、最简式法（实验式法）先求出有机物中各元素原子个数比，然后根据该有机物的摩尔质量或相对原子质量求出分子式。3、燃烧通式法4、商余法（只适用于烃的分子式的求法）w.w.w.k.s.5.u.c.o.5、守恒法利用反应前后参加反应物质的各元素原子跟反应后生成物的各元素原子守恒，求出有机物的分子式。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m6、区间法根据有机物反应的某个量的上下限值及有关通式列出不等式进行求解确定分子式。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m7、讨论法当反应物的相对用量不确定或条件不足时应根据有机物分子中的碳原子、氢原子要符合化合价组成原则或某种特定性质要求，加上C、H原子数要为正整数，然后进行讨论来确定有机物的分子式。有机物燃烧的有关计算1、熟练掌握有机物燃烧通式的书写：（1）烃的燃烧：a、烃燃烧的通式：b、各类烃燃烧的通式:(根据各类烃通式，具体写出)（2）烃的含氧衍生物的燃烧：（3）卤代烃的燃烧： 一般生成二氧化碳、水和卤化氢。（4）烃的燃烧规律a、y4时，完全燃烧的反应后物质的量增大 b、y=4时，完全燃烧的反应前后物质的量不变c、y4时，完全燃烧的反应后物质的量减少2、等质量或等物质的量的烃燃烧，耗氧量以及二氧化碳和水的生成量大小判断方法: （设烃分子式为CxHy）（1）每摩尔耗氧量：(x+y/4)mol 二氧化碳生成量：xmol 水生成量：y/2 mol简算：1个C耗1个O2，4个H耗1个O2，2个H耗半个O2规律：等物质的量的不同烃, 烃中碳原子个数越多，一般耗氧量越多，生成的二氧化碳也就越多。（2）每12 克C耗1摩尔O，每4克H耗1摩尔O.规律：等质量的不同烃, H%含量越大耗氧量越大，H%含量越大CO2生成量越小, H%含量越大H2O生成量越大.（3）总质量相等，任意混合，生成CO2相等，即含碳量相等，也即含碳的质量分数相等； 生成H2O相等，即含氢量相等，也即含氢的质量分数相等。3、烃的含氧衍生物燃烧情况，可参照烃，但注意耗氧量计算时要减去衍生物中的氧。烃类燃烧计算规律判断的内容规律特例等体积的烃完全燃烧耗氧量多少的判断烃分子式为CxHy时，（x+y/4）值越小，耗氧越少等体积的烃完全燃烧，CH4耗氧量最少等质量的烃完全燃烧耗氧量多少的判断烃分子内含碳量越高（即CHy/x中y/x值小），耗氧越少等质量的烃完全燃烧，CH4耗氧量最多温度不变（高于100），气态烃完全燃烧，反应前后密闭容器内压强大小的判断组成为CxHy的烃，当y4时，反应后压强增大乙炔燃烧后，密闭容器内的压强减小温度不变（高于100），气态烃完全燃烧，反应前后前后气体体积的变化的判断组成为CxHy的烃，当y4时，反应后体积增大乙炔燃烧后，燃烧前后体积减小气态烃完全燃烧后恢复到常温常压时气体体积的变化直接用烃类物质燃烧的通式通过差量法确定即可燃烧前后体积减少,V=【易错指津】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m1注意审题，如温度是多少水是否是气态，气体的体积比是否是任意比等。2有些计算型选择题，有时还要验证有机物能否完全燃烧。【考查方向】1、选择题中，利用有机化学反应中的定量关系进行判断。2、主观试题中，利用定量计算进行物质组成的推断，为有机物结构的推断打下基础。二、例题辨析 推陈出新题型一、有机物分子式的求解方法例题1 .某化合物由碳、氢两种元素组成，其中含碳的质量分数为85.7%，在标准状况下11.2 L此化合物气体的质量为14 g。求此化合物的分子式。答案：C2H4变式练习：有机物A含碳54.5%、氢9.10%、氧36.4%（质量分数），在标准状况下，蒸气密度是1.96gL-1，它易溶于水，其水溶液与新制的氢氧化铜混合，加热到沸腾，有红色沉淀生成。有机物B含碳60%、氢13.33%、氧26.67%（质量分数），蒸气密度是氢气的30倍，它能发生酯化反应。则下列各组中，A、B的结构简式正确的是 （ ）（双选） ACH3CHO CH3CH2CH2OH BCH3CH2CHO CH3COOH CCH3CHO CH3COOH DCH3CHO CH3CH(OH)CH3答案：AD例题2 某气态烃含碳、氢元素质量比为 6 1, 又知同温、同压下该气体密度为氢气密度的 14 倍 , 求该烃的分子式 。（方法：1、根据最简式求分子式，2、根据分子量求每摩尔烃中C、H的物质的量，3、商余法）答案： C2H4例题3 . 1体积某烃的蒸气完全燃烧生成的CO2比水蒸气少1体积（在同温同压下测定），0.1 mol该烃完全燃烧的产物被碱石灰吸收，碱石灰增重39 g，求该烃的分子式。答案：C6H14变式练习：1.标准状况下 10 毫升某气态烷烃跟 80 毫升过量的氧气混合 , 通入一个容积为 90 毫升的密闭容器中点火爆炸后 , 恢复到原状态 , 测得的压强为原来的23，求该有机物的分子式。答案：C3H82.25 某气态烃与O2混合，在密闭容器中点燃爆炸后又恢复至25 ，此时容器内压强为原来的一半，再经NaOH溶液处理，容器几乎成为真空。该烃的分子式可能为（ ）。AC2H4 B. C2H6 C. C3H6 D. C3H8 答案：AD例题4 .写出相对分子质量为128的烃的分子式答案：C9H20变式练习：某气态不饱和烃在标准状况下的密度为 2.41 克 / 升。取 0.54 克该烃恰与浓度为 0.2 摩 / 升的溴水 100 毫升完全反应 , 使溴水完全褪色。求该烃的分子式、结构简式及名称？ 答案：C4H6 例题5 .0.94 g某有机物在纯氧中充分燃烧，可生成CO2 2.64 g，H2O 0.54 g，消耗O2 2.24 g。又知此有机物的式量为氢气的47倍，求该有机物的分子式。答案：C6H6O变式练习：某气态有机物标准状况下密度为 1.34 克 / 升 , 取 1.50 克该有机物在足量的氧气中燃烧。将所得气体通过装有浓 H2SO4 的洗气瓶后再通过碱石灰干燥管 , 结果洗气瓶和干燥管分别增重 0.9 克和 2.2 克 , 测得尾气中除氧气外无其它物质 , 求该有机物的分子式？ 答案：CH2O例题6.常温下，在密闭容器中混有2 mL气态烷烃和10 mL O2点火爆炸，生成的只是气态产物，除去其中的CO2和H2O，又在剩余物中加入5 mL O2，再进行一次爆炸，重新得到的只是气态产物，除得到CO2外，还剩余O2，试确定该烃的分子式。答案：C4H10 题型二、有机物燃烧的有关计算例题7 .下列各组物质中各有两组分，两组分各取1mol，在足量氧气中燃烧，两者耗氧量不相同的是（ ） A 乙烯和乙醇 B 乙炔和乙醛 C 乙烷和乙酸甲酯 D 乙醇和乙酸 答案：D例题8 .A、B是分子量不相等的两种有机物。无论A、B以何种比例混合，只要混合物的总质量不变，完全燃烧后生成水的质量也不变。试写出符合上述情况的三组不同种类有机物的分子式( )和( )；（ ）和（ ）；（ ）和（ ）；A、B应满足的条件是（ ）。答案：C2H2 C6H6 C2H4和C3H6 CH2O和C2H4O2 A、B应满足的条件是含氢元素的质量分数相等变式练习：A、B是分子量不相等的两种有机物，无论A、B以何种比例混合，只要混合物的总质量不变，完全燃烧后生成CO2的质量也不变。符合这一条件的组合是 （ ）AHCHO 和 CH3COOH BHCOOCH3 和 CH3COOHCC2H4 和 C2H5OH DCH4 和 C10H8O2答案： A 例题9 .某温度下的w克只含C、H、O的有机物在足量氧气中充分燃烧。其燃烧产物立即与过氧化钠反应。固体质量增加w克，试回答：（1）符合此要求且相对分子质量最小的有机物A的结构式是_。（2）符合此要求且相对分子质量是有机物A的2倍的有机物的结构简式是_。（3）符合此要求的有机物的组成通式是_。答案：（1）CH2O （2）CH3COOH 或HCOOCH3 （3）(CO)m(H2)n例题10.有两种气态脂肪烃,它们都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,这两种烃的混和气体10mL完全燃烧后生成CO2和水蒸气各36mL，以上气体体积均在同温同压下测得。通过推理和计算确定这两种烃的分子式以及混和气体中两种烃的体积比。(有机物组分讨论型计算)答案：（1）C2H4 和C4H8 1:4 （2）C3H6 和C4H8 2:3变式练习：1、两种气态烃的混合气体共1L，在空气中完全燃烧得到1.5 L二氧化碳，2 L水蒸气（气体体积在相同状况下测定），关于该混合气体的说法合理的是（ ） A.一定含甲烷，不含乙烷 B.一定含乙烷，不含甲烷 C.一定是甲烷和乙烯的混合物 D.以上说法都不对答案： A 2、取一定质量的两种有机物组成的混合物，无论以何种比例混合，在足量的氧气中充分燃烧后生成的CO2和H2O的量总是相同的，则此混合物是（ ）A.甲烷和丙烷 B.乙烯和丙烷 C.甲醛和乙酸 D.乙醇和丙醇答案: C 3、1mol分子式为CxHyOz的有机物，在氧气中完全燃烧生成的CO2和H2O（气）的体积相等，并消耗44.8升O2（标准状况）该有机物分子中的氢原子y为（ ）A2B3 C4 D6答案: C 4、丁烷、甲烷、乙醛的混和气体在同温同压下和CO2的密度相同，若其中丁烷占总体积的25%，则三种气体的体积比为( )A.125 B.521 C.251 D215答案: D三、作业1、相同条件下相同质量的：a、甲醇，b、乙二醇c、丙三醇，d、丙二醇。分别与足量的金属钠反应，产生H2的体积的大小顺序正确的是（ ）A. abcd B. cb ad C. dbac D.cbda答案: B 2分别燃烧下列各组物质中的两种有机化合物，所得CO2和H2O的物质的量之比相同的有( )(双选)A乙烯、丁二烯（CH2CH-CHCH2） B乙醇、乙醚(C2H5-O-C2H5)C苯、苯酚 D醋酸、葡萄糖答 案：CD3若1 mol某气态烃CxHy完全燃烧，需用3 mol O2，则 ( )Ax2，y2 Bx2，y4 Cx3，y6 Dx3，y8答 案： B 4 120时，1体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变。该烃分子式中所含的碳原子数不可能是( )A1 B2 C. 3 D4答 案： D 5两种气态烃以任意比例混合，在105时1L该混合烃与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L。下列各组混合烃中不符合此条件的是( )(双选)ACH4 C2H4 BCH4 C3H6 CC2H4 C3H4 DC2H2 C3H6答 案： BD 6在标准状况下，由甲烷、甲醛和乙烷组成的11.2L混合气体完全燃烧后，生成15.68L（标准状况）CO2气体。则混合气体中乙烷的体积分数为( )A20% B40% C60% D80%答 案： B 7将1体积CO和CH4的混合气体完全燃烧时耗用等体积的氧气（气体体积均在相同条件下测定），则该混合气体中n(CO)n(CH4)是( )A21 B12 C11 D任意比答 案： A 8下列各组有机物不论以何种比例混合，只要其总物质的量一定，完全燃烧时所消耗氧气的物质的量和生成的水的物质的量也总是定值的是( ) (双选)A甲酸甲酯与甲烷 B乙烷与乙醇 C苯与苯甲酸 D醋酸与葡萄糖答 案： AC 9将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中，电火花点燃，反应结束后，容器内的压强为零（150），将残留物溶于水中，无气体产生。下列叙述正确的是( )(双选)A原混合气体中O2和CH4的体积比为21 B残留物只有Na2CO3C原混合气体中O2与CH4的物质的量之比为12 D残留物只有Na2CO3和NaOH答 案： CD 10有一系列有机化合物按以下顺序排列：CH3CHCHCHO，CH3(CHCH)2CHO CH3(CHCH)3CHO，上述这一系列有机物中，分子中碳元素的质量分数的最大值最接近于（ ）A95.6 B92.3 C85.7 D75.0答 案： B 11我国研制的长征捆绑式火箭在第一、二级发动中用“偏二甲（基）肼”和四氧化二氮作为液体燃料。（1）已知偏二甲（基）肼的相对分子质量为60，其中含碳40%，含氢13.33%，其余为氮；又知其分子中有一个氮原子不与氢原子相连。通过计算写出偏二甲（基）肼的化学式和分子结构简式：_。（2）在发动机中偏二甲（基）肼在四氧化二氮中充分燃烧，写出该燃烧反应的化学方程式（反应中所有的氮元素均转化为N2）。答案：（1）C：600.424 2 H：600.133328 8 N：60-24-828 2 C2H8N2 （2）C2H8N2 + 2N2O42CO2 + 4H2O + 3N2 12某含氧有机化合物可以作为无铅汽油抗爆震剂，它的相对分子量为88.0，含C的质量分数为68.2%，含H的质量分数为13.6%，红外光谱和核磁共振氢谱显示:该分子中有4个甲基。请写出其结构简式： _。答案： (CH3)3COCH313某有机化合物A的相对分子质量（分子量）大于110，小于150。经分析得知，其中碳和氢的质量分数之和为52.24%，其余为氧。请回答：（1）该化合物分子中含有几个氧原子，为什么？（2）该化合物的相对分子质量（分子量）是_ 。（3）该化合物的化学式（分子式）是_ 。（4）该化合物分子中最多含_ 个 官能团。答案：（1）4个氧原子 因为110A的相对分子质量150 氧在分子中的质量分数为152.2447.76 11047.7652.5，15047.7671.6 所以52.5分子中氧原子的相对原子质量之和71.6 . 又因为只有4个氧原子的相对原子质量之和符合上述不等式，所以化合物A分子中含有4个氧原子。 （2）134 （3）C5H10O4 （4）1 14 A是一种含碳、氢、氧三种元素的有机化合物。已知：A中碳的质量分数为44.1%，氢的质量分数为8.82%；A只含有一种官能团，且每个碳原子上最多只连一个官能团：A能与乙酸发生酯化反应，但不能在两个相邻碳原子上发生消去反应。请填空：（1）A的分子式是_ ，其结构简式是_ 。（2）写出A与乙酸反应的化学方程式：_ 。（3）写出所有满足下列3个条件的A的同分异构体的结构简式。属直链化合物；与A具有相同的官能团；每个碳原子上最多只连一个官能团。这些同分异构体的结构简式是_ 。答案：（1）C5H12O4 （2）C(CH2OH)44CH3COOH C(CH2OOCCH3)44H2O（3）CH3CHOHCHOHCHOHCH2OH CH2OHCHOHCH2CHOHCH2OH CH2OHCH2CHOHCHOHCH2OH 15有机物A由碳、氢、氧3种元素组成。现取3gA与4.48L氧气（标准状况）在密闭容器中燃烧，燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气（假设反应物没有剩余）。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰